人新鲜离体甲状腺组织射频消融的实验研究

鲍山林，张 淼，汪 静，江宁祥，许瑞庭，陈 映，张锦洲，余生林，吴红丽，余建军

·论 著·

人新鲜离体甲状腺组织射频消融的实验研究

鲍山林1，2，张 淼2，3，汪 静1，2，江宁祥1，2，许瑞庭1，2，陈 映1，2，张锦洲2，3，余生林1，2，吴红丽1，2，余建军1，2

目的 研究人新鲜甲状腺组织在离体状态下经射频消融时达到坏死温度时所需的时间，在不同射频功率、时间状态下消融部位温度、毁损程度、范围以及组织病理学改变。方法 使用裸露电极长度为1 cm的单束射频电极针插入甲状腺组织内，测温电极距离裸露电极0.5 cm处测温。分别给予不同功率和时间下对甲状腺组织进行消融，记录消融时间、消融区温度，观察消融形态，测量毁损范围，观察毁损区病理学改变。结果 毁损区呈现椭圆形，20 W消融3 min毁损纵径平均(1.52±0.075)cm，横径平均(1.20±0.06)cm，面积平均(1.43±0.12)cm2；30 W消融3 min毁损纵径平均(1.65±0.10)cm，横径平均(1.27±0.05)cm，面积平均(1.63±0.16)cm2。达到毁损所需最小温度60 ℃所需时间不同:20 W时需60 s，30 W时需30 s。相同作用时间下，功率不同毁损面积不同，功率越大毁损面积越大，呈正相关性。相同功率下，作用时间不同毁损范围不同，时间越长毁损面积越大，呈正相关性。镜下显示毁损区发生凝固性坏死，细胞结构被破坏，核减少和核变形明显。结论 不同功率、不同消融时间下毁损面积不同，不同功率下达到毁损所需温度时间不同，呈正相关性，毁损区呈现椭圆形凝固性坏死组织。

射频消融；甲状腺；离体

射频消融技术在成熟引用于肝脏肿瘤临床治疗后，首先被韩国、意大利等临床医生用于甲状腺良性结节的非手术治疗[1]。我们2014年1月开始应用于临床甲状腺良性结节的治疗，但在临床实践过程中较难掌握消融范围与时间、功率之间的关系。本课题设计目的在于了解达到坏死温度时，在阻抗模式和不同功率下射频消融所需时间及毁损灶大小，为临床提供恰当的治疗方式和方法。为达到最佳模式下使用最短时间获得有效毁损范围，在保证目标结节毁损的前提下以最小限度减少对正常组织的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料：选取2015年7月-2016年3月宁夏人民医院微创、甲乳外科收治的甲状腺良性肿瘤患者共计36例，其中男性12例，女性24例。手术室内选取手术切除之完整甲状腺腺体或一侧腺叶，考虑到射频毁损区域可能对切除标本中甲状腺结节的病理诊断产生影响，对离体状态正常腺体在室温下进行射频消融实验。

1.2 仪器及方法：①射频治疗仪(柯惠 Cool-tipTM Radio Frequency Ablation System)。②射频电极针(单束射频电极包)，柯惠 RFA Single Electrodes ACT1510长度为15 cm，裸露电极长度1 cm。③射频测温针。④设备工作特点，反馈控制器连续监测组织电阻，自动调整输出，实现能量传输最大化。消融电极内部有循环冷却水，可冷却临近裸露电极组织，使能量沉积实现最大化并防止碳化，治疗时间缩短及消融体积可控。电极尖端的热电偶测量组织温度，一个治疗循环结束后可重定位电极以测定消融区域温度。阻抗模式是指射频消融主机，会根据射频电极针实时感测到的消融区域的阻抗和温度自动调整输出功率。⑤方法，回路电极板置于金属托盘下，将射频电极和射频发生器相连，连接冷循环系统。将离体人甲状腺组织随机分为6组，每组6例。甲状腺置于金属托盘上，在直视下将ACT1510单电极冷循环射频针刺入甲状腺腺体组织内1.5 cm，测温针垂直置于距消融工作电极中点0.5 cm处。启动射频治疗仪以及冷循环系统，分别应用阻抗调节模式和手动20 W、30 W模式进行消融3 min和5 min，期间分不同时间点检测测温针显示的温度变化。RFA结束后，将甲状腺腺体组织沿射频针针道剖开，观察甲状腺组织内毁损的范围，详细记录毁损范围的最大纵径、最大横径，计算射频针道所在切面内毁损面积，并详细记录数据。

由于理论上当组织温度>60 ℃时，产生不可逆坏死。我们设定测量热电偶测量组织温度为70 ℃并持续1 min以上所形成的毁损灶大小和所需时间。

1.3 观察指标

1.3.1 大体标本观察、测量：在消融结束后沿针道剖开,观察消融灶形态、颜色、有无碳化等,记录消融灶最大切面的纵径、横径，计算面积。椭圆形面积计算公式：面积(cm2)=π×(R1/2)×(R2/2)。

1.3.2 病理学检查：标本置于10%福尔马林溶液中固定，乙醇脱水、石蜡包埋、组织切片、染色、封片。显微镜下观察、比较正常组织和毁损区病理变化。

2 结果

2.1 消融过程中组织改变：消融过程中随着时间延长甲状腺组织出现气泡溢出并伴轻微爆裂声，消融部位腺体表面轻微挛缩并逐渐干燥，组织变硬。射频结束后沿消融针道纵向剖视可见以针道为中心的椭圆形毁损区，腺体组织变硬，消融毁损区与周围正常组织分界较清晰，呈黄黑色或灰黑色，见图1-图2(目录后)。

2.2 病理学观察：在显微镜下对所切除的甲状腺组织进行病理学观察，可见毁损区甲状腺组织滤泡结构破坏，滤泡内胶质明显减少，染色较淡，而细胞核固缩、浓染(图1，目录后)。毁损严重区的甲状腺滤泡破碎、崩解，胶质消失，大量细胞核堆积成团，核固缩(图2，目录后)。

2.3 射频后甲状腺毁损范围测量结果:相同作用时间下，功率不同毁损面积不同，功率越大毁损面积越大。3 min 20 W、30 W和阻抗模式下的毁损面积分别是(1.42±0.12)cm2、(1.63±0.16)cm2和(1.58±0.09)cm2，差异有统计学意义(P<0.05)；5 min下20 W、30 W和阻抗模式下的毁损面积分别是(1.95±0.19)cm2、(2.37±0.10)cm2和(2.25±0.16)cm2，差异有统计学意义(P<0.05)。

相同功率下，作用时间不同毁损范围不同，时间越长毁损面积越大。20 W作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.43±0.12)cm2和(1.95±0.19)cm2，差异有统计学意义(P<0.05)。30 W作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.64±0.16)cm2和(2.37±0.10)cm2，差异有统计学意义(P<0.05)。阻抗模式下作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.57±0.09)cm2和(2.56±0.16)cm2，差异有统计学意义(P<0.05)。

不同功率下，局部甲状腺组织测量区内温度达到毁损所需温度(﹥60 ℃)不同，20 W时需要较长时间，平均60 s；而30 W和阻抗模式下则可很快达到，平均30 s。此后随着作用时间延长，毁损区测量区内最高温度达到70 ℃左右后不再升高,见表1。

表1 不同功率不同作用时间甲状腺组织毁损的比较±s)

3 讨论

甲状腺结节在临床上很常见且大多数是良性结节，临床上可触摸到的甲状腺结节占总人群的5%～10%，偶然发现或经B超检查发现的甲状腺结节最高可达67%[2]。虽然大多数结节是良性的，但仍有部分会产生压迫或功能亢进症状。手术是治疗甲状腺结节的常用手段，但可以造成诸如切口瘢痕、喉返神经、喉上神经、甲状旁腺损伤、永久性甲减等一系列并发症[3]。因此，非手术微创治疗如酒精消融、射频消融、经皮激光消融、高能超声聚焦和微波消融等，因其创伤小、恢复快、并发症少等诸多优势，经研究试验后逐步引入甲状腺良性结节的临床治疗中。

射频消融是将消融电极在CT或B超等影像学设备下穿刺到肿瘤组织,肿瘤内离子随高频交变电流高速旋转，离子摩擦产生热，温度达到49 ℃时肿瘤细胞就会产生不可逆的损伤，60 ℃以上就会产生不可逆的凝固性坏死，90 ℃的时候就会完全灭活。

国外少数学者对甲状腺的RFA进行研究，取得了一定的结果。Pernot等[4-5]也做过相关研究，验证温度超过50 ℃后会引起组织变性，造成不可逆组织性质的改变。Hanly等[6]对8只小猪在超声引导下对中央甲腺组织行RFA，6周后切除所有甲状腺，研究发现所动物组织学显示消融灶周围环正常甲状腺组织，认为在超声引导下对甲状腺组织RFA是安全可靠的，将RFA技术引入人类甲状腺疾病治疗具有广阔应用前景。目前此类基础研究国内亦有报道，彭彩碧等[7]通过实验证明，RFA对猪甲状腺组织毁损灶形成是可靠的，单电极射频消融猪甲状腺组织，可形成一直径为2～10 mm的类圆形消融灶，此实验为RFA技术在治疗甲状腺疾病的应用提供实验基础。郑珺等[8]研究表明，多弹头射频治疗头颈部复发肿瘤方法可行，且有一定优势。杨焰等提供了射频消融输出功率及作用时间与凝固灶大小的关系[9]。

人新鲜离体甲状腺射频消融尚未有人研究。消融功率大小与组织毁损范围有无量效关系，不同功率下达到毁损所需温度时间是多少，消融时毁损区周边温度是多少，消融毁损区域的病理学改变如何等问题都需解决。

本研究发现，相同作用时间下，功率不同毁损面积不同，功率越大毁损面积越大；相同功率下，作用时间不同毁损范围不同，时间越长毁损面积越大。20 W作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.43±0.03)cm2和(1.95±0.04)cm2；30 W作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.63±0.04)cm和(2.37±0.06)cm2；阻抗模式下作用3 min和5 min毁损面积分别是(1.57±0.06)cm2和(2.25±0.04)cm2。毁损面积与输出功率、消融时间呈现量效关系，但当消融功率和消融时间达到一定数值时，毁损面积不再增大。这和射频消融工作原理有关，当毁损区因温度升高导致脱水，离子振荡减弱，摩擦减少，温度不再升高或缓慢升高，因之也提供了其安全有效范围。临床实践中可根据待消融结节在腺体内的部位和大小选择消融功率和时间。毁损区外观表现为腺体组织变硬，消融毁损区与周围正常组织分界较清晰，呈黄黑色或灰黑色。镜下表现为：毁损区甲状腺组织滤泡结构破坏，滤泡内胶质明显减少，染色较淡，而细胞核固缩，浓染；毁损严重区的甲状腺滤泡破碎、崩解，胶质消失，大量细胞核堆积成团，核固缩。不同功率下，局部甲状腺组织测量区内温度达到毁损所需温度(﹥60℃)不同，20 W时需要较长时间，平均60 s左右；而30 W和阻抗模式下则可很快达到，平均30 s左右。此后随着作用时间延长，毁损区测量区内最高温度达到70 ℃左右后不再升高。在距离消融电极0.5 cm处温度在43～65 ℃，这个温度足以使正常甲状腺组织死亡，病理学检查也证实了这点。实验过程中发现，甲状腺组织致密程度、含水量多少不同，消融所需时间和毁损区范围亦有一定区别。

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[8] 郑珺，温清泉，刘学奎.多弹头射频治疗头颈部复发肿瘤[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2003，17(11)：665-667.

[9] 杨焰，罗葆明，智慧.冷循环射频消融输出功率及作用时间与凝固灶大小的关系[J].中国组织工程研究与临床康复，2007，11(26)：5106-5108.

Experimental study of radiofrequency ablation on fresh human thyroid gland Ex vivo

BAOShanlin1,2,ZHANGMiao2,3,WANGJing1,2,JIANGNingxiang1,2,XURuiting1,2，CHENGYing1,2,ZHANGJinzhou2,3,YUShenglin1,2,WUHongli1,2,YUJianjun1,2.

1.Mini-invasiveandThyroid-galactophorSurgeryDeptment，NingxiaPeople’sHospital，Yinchuan750002,China;2.TheFirstClinicalMedicalCollegeofNorthwestUniversityforNationalities,Yinchuan750002,China;3.DepartmentofPathology，NingxiaPeople’sHospital，Yinchuan750002,China

YUjianjun,Email:yujjster@gmail.com

Objective To study the energy-related effect of the radiofrequency ablation(RFA)and establish a dose-response relationship between thermal ablation with power and time by RFA.Methods The radiofrequency monopolar electrode with the exposed tip length of 1 cm was inserted into the fresh human thyroid tissue and treated for the different time and the different power.During the ablation，the continuous temperature at a distance of 5 mm from the applicator was measured.RFA lesion area was measured with its transversal diameters ,axial diameters and cross-section area to determine the scope of radiofrequency ablation lesion.The pathology was studied simutaneously.Results The ablative area was oval.The transversal diameter was(1.20±0.06)cm and the axial diameter was(1.52±0.075)cm.The lesion area were(1.43±0.12)cm2at 20 W with an exposure time of 3 minutes.The transversal diameter was(1.27±0.05)cm and the axial diameter was(1.65±0.10)cm.The lesion area were(1.64±0.16)cm2at 30 W with an exposure time of 3 minutes.The need temperature of 20 W 60 s and 30 W 30 s were above 60 ℃.The ablative area induced by RFA was depended on the power and the time.Microscopically,coagulation necrosis and cellular destruction with nuclear distortion，shrinkage and fragmentation were seen in the ablative zone.Conclusion The ablative area induced by RFA is depend on the power and exposure time.The ablative area is oval and the tissues present coagulation necrosis.

Radiofrequencyablation;Thyroid;Exvivo

10.13621/j.1001-5949.2017.04.0295

宁夏自然科学基金资助项目(NZ14290)

1.宁夏人民医院微创、甲乳外科，宁夏 银川 750002 2.西北民族大学第一附属医院，宁夏 银川 750002 3.宁夏人民医院病理科，宁夏 银川 750002

鲍山林(1969-)，男，河北籍，肿瘤学硕士，副主任医师，主要从事甲状腺、乳腺疾病的诊治工作。

http://kns.cnki.net/kcms/detail/64.1008.R.20170328.2051.004.html

R736.1

A

2016-04-19 [责任编辑]马兴忠